Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà vật lý thiên văn đã kết hợp lý thuyết với cả quan sát và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và xác định rằng một lớp vụ nổ sao, được gọi là novae cổ điển, chịu trách nhiệm cho hầu hết lithium trong thiên hà và hệ mặt trời của chúng ta.
Một nhóm các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà vật lý thiên văn Sumner Starrfield thuộc Đại học bang Arizona (ASU) đã kết hợp lý thuyết với cả quan sát và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và xác định rằng một lớp vụ nổ sao, được gọi là novae cổ điển, chịu trách nhiệm cho phần lớn lithium trong thiên hà của chúng ta và hệ mặt trời.
Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố gần đây trên Tạp chí Vật lý thiên văn (Astrophysical Journal) của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ.
Starrfield, một giáo sư của Regents nói với ASU’s School of Earth and Space Thám hiểm và là thành viên của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ chia sẻ: “Với tầm quan trọng của lithium đối với các ứng dụng phổ biến như thủy tinh và gốm chịu nhiệt, pin lithium và pin lithium-ion và hóa chất làm thay đổi trạng thái; thật tuyệt khi biết nguyên tố này đến từ đâu. Và cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về các nguồn của các yếu tố mà cơ thể chúng ta và hệ mặt trời được tạo ra là rất quan trọng.”
Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng một phần của những ngôi sao cổ điển này sẽ phát triển cho đến khi chúng phát nổ thành siêu tân tinh loại Ia. Những ngôi sao phát nổ này trở nên sáng hơn một thiên hà và có thể được phát hiện ở khoảng cách rất lớn trong vũ trụ.
Như vậy, chúng đang được sử dụng để nghiên cứu sự tiến hóa của vũ trụ và là siêu tân tinh được sử dụng vào giữa những năm 1990 để khám phá Năng lượng tối, khiến cho sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc. Họ cũng sản xuất nhiều chất sắt trong thiên hà và hệ mặt trời, một thành phần quan trọng của các tế bào hồng cầu của chúng ta, mang oxy đi khắp cơ thể.
Novae cổ điển
Sự hình thành của vũ trụ thường được gọi là “Vụ nổ lớn” chủ yếu hình thành các nguyên tố hydro, heli và một ít lithium. Tất cả các nguyên tố hóa học khác bao gồm phần lớn lithium được hình thành trong các ngôi sao.
Sao cổ điển là một lớp các ngôi sao bao gồm một sao lùn trắng (tàn dư sao với khối lượng Mặt trời nhưng kích thước của Trái đất) và một ngôi sao lớn hơn trong quỹ đạo gần xung quanh sao lùn trắng.
Khí rơi từ ngôi sao lớn hơn xuống sao lùn trắng và khi đủ khí tích tụ trên sao lùn trắng, một vụ nổ, hoặc nova, xảy ra. Có khoảng 50 vụ nổ mỗi năm trong thiên hà của chúng ta và những vụ nổ sáng nhất trên bầu trời đêm được quan sát bởi các nhà thiên văn học trên toàn thế giới.
Mô phỏng, quan sát và thiên thạch
Một số phương pháp đã được các tác giả sử dụng trong nghiên cứu này để xác định lượng lithium được tạo ra trong vụ nổ nova. Họ đã kết hợp các dự đoán của máy tính về cách thức lithium được tạo ra bởi vụ nổ, cách khí được đẩy ra và tổng thành phần hóa học của nó, cùng với các quan sát của kính viễn vọng về khí bị đẩy ra, để thực sự đo thành phần.
Starrfield đã sử dụng mã máy tính của mình để mô phỏng vụ nổ và làm việc với đồng tác giả và đồng nghiệp thiên văn học người Mỹ Charles E. Woodward của Đại học Minnesota và đồng tác giả Mark Wagner của Đài quan sát kính viễn vọng hai mắt lớn ở Tucson và bang Ohio để lấy dữ liệu về nova vụ nổ sử dụng kính viễn vọng trên mặt đất, kính thiên văn quay quanh và đài thiên văn Boeing 747 của NASA có tên SOFIA.
Đồng tác giả và nhà vật lý thiên văn hạt nhân Christian Iliadis của Đại học Bắc Carolina tại Chapel Hill và W. Raphael Hix của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Đại học Tennessee, Knoxville cung cấp cái nhìn sâu sắc về các phản ứng hạt nhân trong các ngôi sao rất cần thiết để giải các phương trình vi phân cần thiết cho nghiên cứu này.
Starrfield nói thêm: “Khả năng mô hình hóa của chúng ta nơi các ngôi sao có được năng lượng của chúng phụ thuộc vào sự hiểu biết về phản ứng tổng hợp hạt nhân nơi các hạt nhân nhẹ được hợp nhất với các hạt nhân nặng hơn và giải phóng năng lượng”. “Chúng tôi cần phải biết trong điều kiện sao, chúng tôi có thể mong đợi các hạt nhân tương tác và các sản phẩm tương tác của chúng là gì.”
Đồng tác giả và đồng vị vũ trụ Maitrayee Bose của Trường Trái đất và Thám hiểm Không gian của ASU phân tích các thiên thạch và các hạt bụi liên hành tinh có chứa những tảng đá nhỏ hình thành trong các loại sao khác nhau.
Các nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học đã chỉ ra rằng một phần nhỏ sao băng trong các thiên thạch hình thành trong novae. Vì vậy, đầu vào có giá trị từ công việc đó là sự bùng nổ của nova đã đóng góp cho đám mây phân tử hình thành nên hệ mặt trời của chúng ta. Bose tuyên bố thêm rằng nghiên cứu của họ đang dự đoán các thành phần rất đặc biệt của các hạt stardust hình thành trong các vụ nổ nova và vẫn không thay đổi kể từ khi chúng được hình thành.
Đây là nghiên cứu đang diễn ra trong cả lý thuyết và quan sát. Trong khi nhóm nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu về các lý thuyết, họ mong muốn khi nào chúng ta có thể sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA và Kính viễn vọng La Mã Nancy Grace để quan sát novae và tìm hiểu thêm về nguồn gốc của vũ trụ của chúng ta.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Arizona . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :